| 【発明の名称】 |
ベルトテンショナ機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】安原 伸二
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| 【要約】 |
【課題】可変径プーリを有したベルト無段変速装置において、変速操作のためにベルト張力を調節するベルトテンショナ機構の小形化、コスト低減が困難であった。
【解決手段】本ベルトテンショナ機構１では、駆動ユニット６がワイヤ５を介してテンショナ３のテンショナプーリ４を変位させる。駆動ユニット６は、モータ６２と減速機６４を介して駆動連結される回動アーム６１を有し、回動アーム６１には、ワイヤ５の一端５ｂと引っ張りコイルばね７６とが回動軸線７０を挟んで互いに反対側に接続されている。引っ張りコイルばね７６は、ワイヤ５を引っ張る際にモータ６２にかかる負荷の一部を負担でき、モータ６２を低出力で、小形、安価なものを利用できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】巻き掛けられたベルトに対する有効径を変化させることのできる可変径プーリを含む無段変速装置に適用されるベルトテンショナ機構において、上記ベルトに係合するテンショナプーリを変位可能に支持するテンショナと、上記テンショナプーリを長尺の伝動部材を介して変位させてベルト張力を増大させるために伝動部材の一端を引っ張る駆動手段とを備え、この駆動手段は、所定の回動軸線の回りに回動自在な回動アームと、この回動アームを回転駆動するモータと、一端が回動アームに係合され、モータの張力増大方向への駆動を補助するばね手段とを含むことを特徴とするベルトテンショナ機構。
【請求項２】請求項１に記載のベルトテンショナ機構において、上記ばね手段は、引っ張りコイルばねからなり、回動アームは引っ張りコイルばねの一端が係合される第１の端部と、伝動部材の一端が係合される第２の端部とを有し、回動アームの第１の端部と第２の端部との間の中間部に上記回動軸線が配置されることを特徴とするベルトテンショナ機構。
【請求項３】請求項２に記載のベルトテンショナ機構において、上記伝動部材の一端の近傍部分と引っ張りコイルばねの軸線とが、略平行であることを特徴とするベルトテンショナ機構。
【請求項４】請求項２または３に記載のベルトテンショナ機構において、上記回動軸線に沿って見たときに、回動アームの第２の端部と回動軸線とを結ぶ線分が伝動部材に対してなす角度が０〜２０度および１６０〜１８０度の範囲にそれぞれ対応して、モータが停止するようにしてあることを特徴とするベルトテンショナ機構。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベルトの張力を調節するベルトテンショナ機構に関する。例えば、ベルトに対する有効径を変化させることのできる可変径プーリを用いたベルト無段変速装置において、その変速操作のためにベルトの張力を調節するものに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】上述のベルト無段変速装置は、例えば、自動車の駆動源によって補機、例えば、カーコンプレッサやオイルポンプ等を駆動する装置に適用される。これにより、補機の回転数を調整して、補機を必要以上の回転数で回転させることを防止できるので、エネルギの無駄な消費や、補機の傷みを抑制することができる。というのは、補機を駆動する従来のベルト伝動装置では、エンジンのクランク軸からプーリおよびベルトを介して一定の変速比で駆動力が伝達されて、クランク軸の回転数の増加とともに各種補機の回転数が増加する。一方で、その回転数の増加とともに各種補機の効率も増加するが、ある回転数以上では逆に効率が低下するからである。
【０００３】ところで、上述のベルト無段変速装置には、変速比調整用のテンショナプーリを有するものがある。このテンショナプーリは、ベルトに回転自在に係合し、ベルト張力が増す方向またはベルト張力が減ずる方向へ電動モータ等を含む駆動機構によって駆動され、変位する。これにより、可変径プーリの有効径を変化させて変速するようにしている。
【０００４】ところが、テンショナプーリ周辺にスペース上の制約がある場合等では、上述の駆動機構をテンショナプーリの近傍に配置することが困難である。特に、ベルト無段変速装置を補機を駆動する装置に適用した場合には、いわゆるエンジンルーム内に各種補機が密集して配置されているなかで、テンショナプーリ用の駆動機構を配置することは非常に困難である。
【０００５】このために、駆動機構とテンショナプーリとの間に介在して駆動連結するワイヤを設けて、テンショナプーリを遠隔操作するベルトテンショナ機構が考えられている。このベルトテンショナ機構では、駆動機構をテンショナの近傍から離れた位置に配置できるので、駆動機構のレイアウトの自由度が高まる。駆動機構は、例えば、駆動源となる電動モータと、この電動モータの出力軸に接続されてワイヤを変位させる減速機とを有している。ワイヤを変位させるために必要な電動モータの出力が大きくなるので、電動モータが高価になり、また大型化する傾向にあった。その結果、ベルトテンショナ機構も高価で大型化していた。
【０００６】そこで、減速機の減速比を大きし、且つ電動モータの出力を相対的に小さくすることを通じて、ベルトテンショナ機構の小型化および低価格化を達成することが考えられる。この場合、減速比が大きくなるので、変速動作が遅くなる結果、実用的でない。そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、変速動作を速やかになしつつ、小形で安価なベルトテンショナ機構を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項１に記載の発明の態様は、巻き掛けられたベルトに対する有効径を変化させることのできる可変径プーリを含む無段変速装置に適用されるベルトテンショナ機構において、上記ベルトに係合するテンショナプーリを変位可能に支持するテンショナと、上記テンショナプーリを長尺の伝動部材を介して変位させてベルト張力を増大させるために伝動部材の一端を引っ張る駆動手段とを備え、この駆動手段は、所定の回動軸線の回りに回動自在な回動アームと、この回動アームを回転駆動するモータと、一端が回動アームに係合され、モータの張力増大方向への駆動を補助するばね手段とを含むことを特徴とするベルトテンショナ機構を提供する。
【０００８】本態様によれば、例えば、ベルト張力を増大させる時には、モータおよびばね手段は協働して回動アームを回転駆動し、ベルト張力に抗して伝動部材を引っ張り、テンショナプーリを変位させる。一方、ベルト張力を減ずるときには、伝動部材がベルト張力により引っ張られるようにしてモータを駆動すればよいので、このための負荷は小さくて済む。
【０００９】ベルト張力を増大させる時には、伝動部材を強く引っ張る必要があるものの、伝動部材を引っ張る力の一部をばね手段により負担しているので、モータにかかる負荷を軽減できる結果、低出力のモータを利用できる。従って、モータを小形で安価なもので済ますことができ、ひいては、ベルトテンショナ機構を小型化、低価格化することができる。
【００１０】しかも、低出力のモータを用いても、ばね手段による補助で、伝動部材を引っ張るために回動アームを回転させるトルクを確保できるので、モータの出力軸の回転を過度に減速して回動アームに伝えずに済む結果、速やかな変速動作を実現できる。請求項２に記載の発明の態様は、請求項１に記載のベルトテンショナ機構において、上記ばね手段は、引っ張りコイルばねからなり、回動アームは引っ張りコイルばねの一端が係合される第１の端部と、伝動部材の一端が係合される第２の端部とを有し、回動アームの第１の端部と第２の端部との間の中間部に上記回動軸線が配置されることを特徴とするベルトテンショナ機構を提供する。
【００１１】本態様によれば、伝動部材と引っ張りコイルばねとを回動アームに対して同側に配置できるので、駆動手段の外形をまとめてコンパクトにできる結果、駆動手段を狭いスペースに配置することができる。請求項３に記載の発明の態様は、請求項２に記載のベルトテンショナ機構において、上記伝動部材の一端の近傍部分と引っ張りコイルばねの軸線とが、略平行であることを特徴とするベルトテンショナ機構を提供する。
【００１２】本態様によれば、引っ張りコイルばねと伝動部材の一端の近傍部分とを接近して配置できるので、駆動手段の外形をより一層コンパクトにできる。請求項４に記載の発明の態様は、請求項２または３に記載のベルトテンショナ機構において、上記回動軸線に沿って見たときに、回動アームの第２の端部と回動軸線とを結ぶ線分が伝動部材に対してなす角度が０〜２０度および１６０〜１８０度の範囲にそれぞれ対応して、モータが停止するようにしてあることを特徴とするベルトテンショナ機構を提供する。
【００１３】本態様によれば、上述の角度範囲に対応してモータが停止するため、ワイヤと引っ張りコイルばねとが干渉することはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照しつつ説明する。図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態のベルトテンショナ機構およびこれを含む無段変速装置の概略構成を示している。図１（ａ）は、ベルト２の走行速度に比して可変径プーリ５１の回転速度が相対的に遅くなった状態を示し、図１（ｂ）は、ベルト２の走行速度に比して可変径プーリ５１の回転速度が相対的に速くなった状態を示している。
【００１５】ベルトテンショナ機構１は、巻き掛けられたベルト２に対する有効径を変化させることのできる可変径プーリ５１を含む無段変速装置５０に適用される。無段変速装置５０としては、自動車その他の車両に搭載される駆動源によって補機を駆動するためのベルト式の無段変速装置の他、一般の工作機械等の無段変速装置であってもよい。また、無段変速装置５０では、可変径プーリ５１を駆動プーリおよび従動プーリの何れに適用してもよく、一つの無段変速装置において、１ないし２つ以上の従動プーリを可変径プーリ５１とすることも可能である。ただし、本実施の形態では、無段変速装置５０は自動車に搭載され、車両の駆動源の出力軸に連なる回転軸に駆動プーリとなる可変径プーリ５１を設けた例に基づいて説明する。
【００１６】後に詳述するが、可変径プーリ５１は、一対のプーリ主体２０２，２０３間に偏心可能に挟持され且つ外周面にベルト２が巻き掛けられる動力伝達リング２０６を備えている。可変径プーリ５１は、動力伝達リング２０６を、プーリ主体２０２，２０３の軸心Ｋと同心となる位置（図１（ａ）の状態に相当）と、軸心Ｋに対して所定量偏心する位置（図１（ｂ）の状態に相当）とに変位させることにより、ベルト２に対する有効径を変化させる。
【００１７】無段変速装置５０では、無端状のベルト２を、ベルトテンショナ機構１に含まれるテンショナプーリ４、位置が固定されたアイドラプーリ５２、可変径プーリ５１、および１ないし複数の補機の回転軸に設けられた従動プーリ（図示せず）に対して順次に巻き回している。補機としては、スーパーチャージャー、ファン、オルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、パワーステアリング用油圧ポンプおよびウォータポンプ等を例示することができる。
【００１８】変速比を調整するためのベルトテンショナ機構１は、ベルト２に係合するテンショナプーリ４を変位可能に支持するテンショナ３と、テンショナプーリ４を長尺の伝動部材としてのワイヤ５を介して変位させてベルト張力を増大させるためにワイヤ５の一端を引っ張る駆動手段としての駆動ユニット６とを有している。駆動ユニット６とテンショナ３との両者の間には、遠隔操作可能に両者を互いに駆動連結するケーブル４０が設けられている。
【００１９】ケーブル４０は、上述のワイヤ５と、このワイヤ５を取り囲む筒状のケーシング２１とを有している。ワイヤ５は、所定長さの単一の鋼線材からなる。ワイヤ５は、これよりも短い上述のケーシング２１内に収容され、ケーシング２１の両端部から、ワイヤ５がそれぞれ延び出している。ケーシング２１は、可撓性を有し、内部に収容されたワイヤ５をその延びる方向に変位可能に支持し、ワイヤ５を所定の経路に沿って案内している。ケーシング２１の一方の端部側でワイヤ５を引っ張ってここでの露出長が長くなるように変位させると、他方の端部側でのワイヤ５の露出長が短くなり、これにより、ワイヤは変位および力を伝動することができる。
【００２０】テンショナプーリ４は、固定部材７に対して変位自在な可動部材８によって回転自在に支持されている。また、ベルト２に張力を付与する方向にテンショナプーリ４を付勢する、例えば、圧縮コイルばねからなる弾性部材９が設けられている。駆動ユニット６は、車両の固定部、例えば、エンジンルーム内でスペースに余裕のある位置に固定されている。駆動ユニット６は、ワイヤ５の端部が連結されて所定の回動軸線７０（図９参照）の回りに回動自在な回動アーム６１と、この回動アーム６１を回転駆動するモータ６２と、一端が回動アーム６１に係合されてモータ６２の張力増大方向への駆動を補助するばね手段６３とを有している。モータ６２は、駆動源の回転速度に関わる信号Ｓ（例えばアイドラプーリ５２とクランクシャフトプーリの回転速度を検出する速度センサからの検出信号であってもよい。）を入力するコントローラ５５により制御される。
【００２１】具体的には、駆動源の回転速度が所定値よりも遅い場合は、図１（ａ）に示すように、モータ６２を駆動し、回動アーム６１とワイヤ５とが略直線状につながるような状態にして、テンショナ側でケーシング２１からワイヤ５を繰り出させて、駆動プーリとしての可変径プーリ５１の有効径を大きくして、補機の回転速度を相対的に速くする。一方、駆動源の回転速度が所定値よりも速い場合は、図１（ｂ）に示すように、回動アーム６１とワイヤ５とが折り返し状につながるような状態にして、テンショナ側でケーシング２１内へワイヤ５を引き込み、ベルト２をたぐり寄せることにより、可変径プーリ５１の有効径を相対的に小さくする。
【００２２】本実施の形態では、ワイヤ５を引っ張る負荷の一部を、上述のばね手段６３により負担するようにしている。これにより、モータ６２にかかる負荷を小さくできるので、モータ６２ひいてはベルトテンショナ機構１を小型化、低価格化することができる。以下、各部を詳細に説明する。図７および図９を参照する。
【００２３】駆動ユニット６は、上述の回動アーム６１、モータ６２、および引っ張りコイルばね７６からなるばね手段６３の他、モータ６２の回転力を回動アーム６１に伝達する減速機６４と、これら各部を支持するための支持部材６５とを有している。また、回動アーム６１の近傍には、その回動角度を制御するための２つのスイッチ６６が設けられている。これらのスイッチ６６は、回動アーム６１に設けられた操作片に係合することにより動作し、コントローラ５５につながる回路をオンオフする。
【００２４】支持部材６５は、表面部８１と裏面部８２とを有する略長方形の枠状に形成されている。図７に示すように、支持部材６５の長手方向の一端８３に回動アーム６１が配置され、他端８４にケーシング２１を固定する固定孔８５と、引っ張りコイルばね７６を取り付けるピン８６とが配置されている。また、図８に示すように、支持部材６５の表面部８１に、回動アーム６１、ばね手段６３、ワイヤ５、ピン８６等が配置され、裏面部８２に、モータ６２および減速機６４が配置されている。
【００２５】モータ６２は、一端から突出する回転軸９１を有し、この回転軸９１の延びる方向に長い形状を有している。モータ６２の一端には、減速機６４が取り付けられ、モータ６２と減速機６４とは、回転軸９１の延びる方向に並び、支持部材６５の長手方向に沿って配置されている。減速機６４は、ウォームギヤ機構を有し、これは、モータ６２の回転軸９１に一体回転可能に設けられたウォーム９２と、このウォーム９２に噛み合って減速機６４の出力軸９４と連結されるウォームホイール９３とを有している。減速機６４の出力軸９４は、支持部材６５を貫通して表面部８１から延び出し、出力軸９４の先端に回動アーム６１が一体回転可能に嵌合されている。
【００２６】回動アーム６１は、減速機６４の出力軸９４の中心軸線を回動軸線７０とし、この回動軸線７０に直交する方向に延びる長尺部材である。回動アーム６１は、引っ張りコイルばね７６の一端７７が係合される第１の端部７１と、ワイヤ５の一端５ｂが係合される第２の端部７２とを有し、回動アーム６１の第１の端部７１と第２の端部７２との間の中間部に回動軸線７０が配置される。
【００２７】また、引っ張りコイルばね７６の軸線７９、およびワイヤ５の一端の近傍部分５ｃは、回動軸線７０と直交する方向に平行に延びて配置されている。これにより、回動アーム６１が、回動軸線７０の回りに回動すると、ワイヤ５の一端の近傍部分５ｃおよび引っ張りコイルばね７６を、これらが延びる方向にそれぞれ引っ張ることができる。
【００２８】回動軸線７０に沿って見たときに、回動アーム６１の第１の端部７１と回動軸線７０とを結ぶ線分Ｌ１は、回動アーム６１の第２の端部７２と回動軸線７０とを結ぶ線分Ｌ２の長さに比べて短くされており、ワイヤ５の変位量に比べて、引っ張りコイルばね７６のストロークが短くなっているので、コンパクトな引っ張りコイルばね７６を利用できる。
【００２９】回動アーム６１の回動角度範囲Ｄ３は、例えば、１６０度に設定されている。回動角度範囲Ｄ３の一端となる第１の回動位置（図７に示す状態）、および他端となる第２の回動位置（図８に示す状態）に対応して、スイッチ６６が動作して、モータ６２が停止するようにされている。第１の回動位置では、ケーシング２１からのワイヤ５の露出長が短くされ、回動軸線７０に沿って見たときに、上述の線分Ｌ２がワイヤ５の一端の近傍部分５ｃに対してなす角度Ｄ１が１６０〜１８０度の範囲で設定されている。本実施の形態では角度Ｄ１は略１７０度とされている。また、第２の回動位置では、ケーシング２１からのワイヤ５の露出長が長くされ、回動軸線７０に沿って見たときに、上述の線分Ｌ２がワイヤ５の一端の近傍部分５ｃに対してなす角度Ｄ２が０〜２０度の範囲に設定されている。本実施の形態では角度Ｄ２は略１０度とされている。
【００３０】引っ張りコイルばね７６は、回動アーム６１の第１の端部７１に立設されたピン７３と、支持部材６５に設けられたピン８６との間に、フック状に形成された端部を引っ掛けて引っ張り状態で張設されている。引っ張りコイルばね７６は、回動アーム６１の回動範囲内で、ワイヤ５の張力増大方向となる回転方向Ｒ１に向けて回動アーム６１を常に付勢している。引っ張りコイルばね７６の付勢力は、第１の回動位置で相対的に強く、第２の回動位置では相対的に弱くなる。
【００３１】引っ張りコイルばね７６の軸線７９とワイヤ５の一端の近傍部分５ｃとは、略平行に且つ支持部材６５の長手方向に沿って配置されている。ケーシング２１の一端は、支持部材６５の固定孔８５に嵌め入れられて固定されている。ケーシング２１から延び出したワイヤ５の一端５ｂは、取付金具６７およびピン７４とを介して、回動アーム６１の第２の端部７２に係合されている。取付金具６７はワイヤ５の一端５ｂに固定され、取付金具６７の嵌合孔に、回動アーム６１の第２の端部７２に立設された上述のピン７４が回動自在に嵌め込まれている。回動アーム６１の回転に伴うピン７４の変位が、ワイヤ５を介して、テンショナ３に伝達される。
【００３２】次に、図２および図３を参照する。テンショナ３は、車両の駆動源のボディ等に固定される固定部材７と、この固定部材７に直線往復動自在に支持された可動部材８とを有している。この可動部材８は、ベルト２が巻き回されるテンショナプーリ４を回動自在に支持している。固定部材７と可動部材８とによって，テンショナプーリ４をベルト２に張力を与える第１の方向Ｘとその逆の第２の方向Ｙに変位可能に支持するための支持部を構成している。また、テンショナ３は、可動部材８を介してテンショナプーリ４を第１の方向Ｘに付勢する圧縮コイルバネ等からなる上述の一対の弾性部材９を有している。
【００３３】可動部材８は、一端にテンショナプーリ４を玉軸受等の転がり軸受１０を介して回転自在に支持する支軸１１と、この支軸１１の他端を貫通させて固定した支持体１２と、一端が支持体１２に貫通されて固定された一対の支持棒１３とを有している。これら一対の支持棒１３は、第１の方向Ｘへ延びており、固定部材７の後述する支持筒部１４に内嵌された滑り軸受としてのブッシュ２６に挿通されて第１および第２の方向Ｘ，Ｙへの直線往復動を案内されるようになっている。各支持棒１３の他端にはフランジ状のストッパ１５が設けられ、両ストッパ１５に一体的に係合される座板部材１６と、固定部材７の後述するブラケット部１７との間に弾性部材９がそれぞれ介在している。これにより、一対の弾性部材９は、一対の支持棒１３を介して可動部材８およびテンショナプーリ４を一体的に第１の方向Ｘへ弾性付勢している。
【００３４】上記の支軸１１の他端および支持体１２には、ワイヤ５の他端に固定された大径のエンド部材５ａを遊動可能に収容して保持する保持孔１８が形成されており、また、支持体１２は、保持孔１８に連結してワイヤ５を貫通させる貫通孔１９を有している。座板部材１６は、各支持棒１３を貫通させる一対の貫通孔２０と、これら一対の貫通孔２０間の中央部に、ワイヤ５を進退自在に収容するケーシング２１を遊嵌状態で貫通させる貫通孔２２とを有している。
【００３５】固定部材７は、ねじ２３により固定対象物２４に固定されるベース部２５と、このベース部２５のテンショナプーリ４側の端縁から垂直に立ち上がるブラケット部１７とを有している。このブラケット部１７は、可動部材８の一対の支持棒１３をそれぞれ貫通させる一対のブッシュ２６を嵌めいれた一対の支持筒部１４を第１の方向Ｘへ延びるように形成している。
【００３６】ケーシング２１の一端２７はブラケット１７のケーシング端固定孔２８に嵌めいれられ、固定されている。ワイヤ５の他端側が回動アーム６１により引かれると、ケーシング２１の一端２７からのワイヤ５の露出長が減少し、可動部材８とともに、テンショナプーリ４が引っ張られ、ベルト２がたぐり寄せられることになる。
【００３７】次に、図４〜図６を参照して、可変径プーリ５１について説明する。図４は、可変径プーリ５１の断面図である。図４を参照して、可変径プーリ５１は、車両の駆動源の出力軸に連なる回転軸２０１の周囲に軸方向に移動自在な第１および第２の環状のプーリ主体２０２，２０３を備えており、これらプーリ主体２０２，２０３の互いの対向面にそれぞれ動力伝達面２０４，２０５を形成している。これら一対の動力伝達面２０４，２０５は互いに逆向きに傾斜したテーパ状にされており、両動力伝達面２０４，２０５によって、断面略台形形状の動力伝達リング２０６が、両プーリ主体２０２，２０３の軸心Ｋに対して偏心可能（図６参照）に挟持されている。
【００３８】動力伝達リング２０６の外周面にはベルト２への伝動面２０８が形成され、この伝動面２０８にベルト２が巻き掛けられている。ベルト２には、その周回方向に沿って延びる複数の互いに平行なリブ２３６が形成され、これらのリブ２３６とそれぞれ噛み合う複数の周溝２３７が伝動面２０８に形成されている。周溝２３７およびリブ２３６は、例えば、断面略Ｖ字形形状をしている。動力伝達リング２０６の両側面は、それぞれ対応する動力伝達面２０４，２０５と接触してトルクを伝達するテーパ状の動力伝達面２０９，２１０を構成している。
【００３９】ベルト２はゴム製のものが好ましく、また、動力伝達リング２０６としては、耐久性に優れ且つ摩擦係数が高い樹脂、例えば、フェノール樹脂に、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維およびグラファイトを配合した樹脂材料を成形してなるものが好ましい。この樹脂材料であれば、高強度で耐摩耗性に優れているにもかかわらず、相手部材への攻撃性が穏やかであり、しかも温度にかかわらず安定した摩擦係数を持つ。また、樹脂材料中における炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維およびグラファイトの含有割合としては、炭素繊維５〜３０重量％、芳香族ポリアミド繊維５〜１５重量％、グラファイト１０〜１５重量％の範囲にあることが、耐摩耗性を向上させ、摩擦係数をより安定させる点で好ましい。
【００４０】また、可変径プーリ５１は、第１および第２のプーリ主体２０２，２０３を互いに近づく方向に付勢する付勢手段としてのダイヤフラムスプリング２１１を有している。このダイヤフラムスプリング２１１は、回転軸２０１と連動回転する円板フランジ状の連結部２１２に複数の軸状部２１３を介して一体回転可能に連結されている。
【００４１】ダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４および外径部２１５は、第１および第２のプーリ主体２０２，２０３にそれぞれ一体回転可能に係合されている。これにより、両プーリ主体２０２，２０３とダイヤフラムスプリング２１１が回転軸２０１と一体に回転するようになっている。駆動プーリである本可変径プーリ５１では、回動軸２０１からダイヤフラムスプリング２１１、両プーリ主体２０２，２０３および動力伝達リング２０６を介してベルト２へトルクが伝達される。
【００４２】図４および図５を参照して、ダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４および外径部２１５には、それぞれ円周等配に配置された放射状の連結溝２１６，、２１７が形成されている。また、ダイヤフラムスプリング２１１の径方向の中間部において、上述した軸状部２１３を貫通させる複数の支持孔２３１が円周等配に形成されている。
【００４３】第１のプーリ主体２０２は、円錐状の円板部２１８と、この円板部２１８の内周に形成された円筒状のボス部２１９とを備えている。円板部２１８は動力伝達面２０４を形成している。また、ボス部２１９は回転軸２０１の周面に滑り軸受としてのブッシュ２２０を介して軸方向にスライド自在に支持されている。また、第１のプーリ主体２０２が回転軸２０１から抜け出すことを防止するために、回転軸２０１の端部の周溝に嵌め入れられたスナップリングからなるストッパ２３４が設けられている。
【００４４】第２のプーリ主体２０３は、円錐状の円板部２２１と、この円板部２２１の内周に形成された円筒状のボス部２２２とを備えている。円板部２２１は動力伝達面２０５を形成している。また、第２のプーリ主体２０３のボス部２２２は、第１のプーリ主体２０２のボス部２１９を取り囲み、この第１のプーリ主体２０２のボス部２１９によって滑り軸受としてのブッシュ２２３を介して軸方向にスライド自在に支持されている。
【００４５】第２のプーリ主体２０３の動力伝達面２０５の背面２２４の外周縁部には、ダイヤフラムスプリング２１１の外径部２１５の複数の連結溝２１７にそれぞれ嵌め入れられる複数の板状の連結突起２３３が円周等配で放射状に形成されている。第２のプーリ主体２０３の背面２２４がダイヤフラムスプリング２１１の外径部２１５によって押圧されて、第２のプーリ主体２０３が第１のプーリ主体２０２へ近づく方向に付勢されている。
【００４６】第１のプーリ主体２０２のボス部２１９は、第２のプーリ主体２０３のボス部２２２を貫通して第２のプーリ主体２０３の動力伝達面２０５の背面２２４側へ延びており、ボス部２１９が第２のプーリ主体２０３の背面側へ延びる部分を構成している。この背面側ヘ延びる部分としてのボス部２１９の端部には、この端部とダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４とを一体回転可能に連結するための環状の連結部材２２５が設けられている。
【００４７】この連結部材２２５の内周部はボス部２１９の端部にねじ結合されて一体回転可能に固定されている。この連結部材２２５を介して伝達されるトルクがねじ締め方向に働くようにされており、固定が緩むことがないようになっている。連結部材２２５は、ダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４を軸方向に押すための円板状の押圧板部２２６と、この押圧板部２２６に円周等配で放射状に形成された複数の連結突起２２７とを形成している。押圧板部２２６がダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４によって押圧され、連結部材２２５を介して第１のプーリ主体２０２が、第２のプーリ主体２０３へ近づく方向に付勢されている。また、複数の連結突起２２７は、ダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４の複数の連結溝２１６にそれぞれ嵌め入れられている。
【００４８】連結部２１２は、回転軸２０１に一体に形成された円板状のフランジ部２２８と、このフランジ部２２８の周囲を取り囲んで配置された環状部材２２９とを含んでいる。フランジ部２２８の外周面と環状部材２２９の内周面との間には、両者に例えば、焼き付け等により接合されたゴム等の環状の弾性部材２３０が介在している。この弾性部材２３０は、環状部材２２９とフランジ部２２８とを弾性的に連結してトルク伝達を可能にすると共に、環状部材２２９を回転方向に弾性支持することになる。
【００４９】また、環状部材２２９には、この環状部材２２９を軸方向に貫通する複数の貫通孔２３５が円周等配に形成され、各貫通孔２３５には軸状部２１３が挿通されて固定されている。これら軸状部２１３がダイヤフラムスプリング２１１の支持孔２３１に嵌め入れられ、ダイヤフラムスプリング２１１と連結部２１２とを一体回転可能に連結する。
【００５０】また、ダイヤフラムスプリング２１１は内径部２１４と外径部２１５とに互いに逆向きの集中荷重を受けた軸対称曲げの状態となるが、このとき各軸状部２１３によって、支持孔２３１の位置におけるダイヤフラムスプリング２１１の軸方向の変位が規制されることから、各軸状部２１３による支持半径ｄを所定に設定することにより、内径部２１４と外径部２１５とを相等しいストローク量で互いに逆向きに変位させることが可能となる。
【００５１】無段変速装置５０では、図１（ａ）に示す状態で、駆動ユニット６の回動アーム６１が第１の回動位置で停止し、テンショナ３側でのケーシング２１からのワイヤ５の露出長が相対的に長くされ、これに応じた位置にテンショナプーリ４が配置されている。この際、ワイヤ５にはテンショナプーリ４との間に遊びが設けられており、ベルト張力はテンショナプーリ４に第１の方向Ｘに作用する弾性部材９により与えられる。また、このとき、モータ６２は停止している。
【００５２】ベルト張力を増大させるときには、モータ６２により回動アーム６１を回動方向Ｒ１に向けて回動させる。このとき、モータ６２およびばね手段６３は協働して回動アーム６１を回転駆動し、ベルト張力に抗してワイヤ５を方向Ｔ１に向けて引っ張り、テンショナ側でのケーシング２１からのワイヤ５の露出長を短くして、テンショナプーリ４を第１の方向Ｘに変位させる。このとき、ワイヤ５や回動アーム６１に各部から力が作用するが、図１（ａ）の状態と比べて、ベルト張力が強まる一方で、弾性部材９および引っ張りコイルばね７６の付勢力が弱まる。
【００５３】そして、図１（ｂ）に示すように、駆動ユニット６の回動アーム６１が第２の回動位置で停止し、テンショナ３側でのケーシング２１からのワイヤ５の露出長が相対的に短くされ、これに応じた位置にテンショナプーリ４が配置される。これにより、ベルト張力は相対的に強くされる。また、ベルト張力を減ずるときには、引っ張りコイルばね７６の付勢力に抗して、モータ６２は回動アーム６１を回動方向Ｒ２に回動させる。このとき、ワイヤ５はテンショナ３側からベルト張力により引っ張られるので、これに追従するようにして、モータ６２を駆動すればよく、その結果、モータ６２にかかる負荷は小さくて済む。
【００５４】このように本実施の形態によれば、ベルト張力を増大させる時には、ワイヤ５を強く引っ張る必要があるものの、ワイヤ５を引っ張る力の一部をばね手段６３により負担しているので、モータ６２にかかる負荷を軽減できる結果、低出力のモータ６２を利用できる。従って、モータ６２、減速機６４等を小形で安価なもので済ますことができ、ひいては、ベルトテンショナ機構１を小型化、低価格化することができる。
【００５５】しかも、低出力のモータ６２を用いても、ばね手段６３による補助により、ワイヤ５を引っ張るために回動アーム６１を回転させるトルクを確保できるので、モータ６２の出力軸９１の回転を過度に減速して回動アーム６１に伝えずに済む結果、速やかな変速動作を実現することができる。また、回動アーム６１では、第１の端部７１に引っ張りコイルばね７６の一端７７が係合され、第２の端部７２にワイヤ５の一端５ｂが係合され、第１の端部７１と第２の端部７２との間の中間部に回動軸線７０が配置されている。これにより、ワイヤ５と引っ張りコイルばね７６とを回動アーム６１に対して同側に配置できるので、駆動ユニット６の外形をまとめてコンパクトにできる結果、駆動ユニット６を狭いスペースに配置することができる。
【００５６】特に、ワイヤ５の一端の近傍部分５ｃと引っ張りコイルばね７６の軸線７９とが、略平行である場合には、引っ張りコイルばね７６とワイヤ５の一端５ｂの近傍部分５ｃとを接近して配置できるので、駆動ユニット６の外形をより一層コンパクトにできる。また、回動アーム６１に関する上述の角度Ｄ１，Ｄ２が１６０〜１８０度および０〜２０度の範囲に対応して、モータ６２を停止させている。このため、ワイヤ５と引っ張りコイルばね７６とが干渉して損傷することを防止することができる。
【００５７】また、ウォームギヤ機構は、小形にして大減速比を得易いので、減速機９４の小型化に好ましい。なお、伝動部材としては、単一の鋼線材からなるワイヤ５の他、複数の線材を撚り合わせたものを利用したものや、樹脂材料等の鋼以外の素材を利用したものでもよく、一端が引っ張られることにより他端に力や変位を伝達できる部材であればよい。また、ワイヤ５は、駆動ユニット６およびテンショナ３に、リンク機構等を介して接続されてもよい。
【００５８】また、テンショナ３は、上述の構成の他、例えば、可動部材８が固定部材７に対して揺動変位するものや，オートテンショナを別途設ける場合に弾性部材９を省略したもの等、テンショナプーリを変位可能に支持する公知の構成を利用できる。その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２４７
【氏名又は名称】光洋精工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月２日（１９９９．９．２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５１５５
【弁理士】
【氏名又は名称】亀井 弘勝 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−７４１１１（Ｐ２００１−７４１１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２３日（２００１．３．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４８９６０ |
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